2023-2024学年广东省广州市越秀区高一（上）期末考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省广州市越秀区高一（上）期末考试物理试卷（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.2017年7月7日清晨6时半，辽宁舰编队抵达香港海域，展开为期5天的访港行程，祝贺香港回归祖国20周年。下列说法正确的是( )
A. 2017年7月7日清晨6时半是指时间
B. 由于辽宁舰体积巨大，研究其运动时一定不能看成质点
C. 辽宁舰上的观察员感觉海水向后退，他选择的参考系是辽宁舰
D. 辽宁舰上的观察员感觉旁边的护卫舰没有动，则护卫舰一定是静止的
2.区间测速是通过测出车辆经过两个检测点的时间，从而计算车辆是否超速违章。有一段高速公路AB全长66km，全路段限速100km/ℎ，一辆汽车先通过测速点A后通过测速点B的速度分别为90km/ℎ和96km/ℎ，通过该路段的时间是30min，根据以上信息可以确定( )
A. 汽车通过该路段的位移为66km
B. 该车的平均速度为93km/ℎ，不超速
C. 该车在起点和终点都不超过100km/ℎ，不超速
D. 该车的平均速率大于100km/ℎ，将被判定为超速
3.某物体做直线运动的v−t图像如图所示，已知4s内的总路程为5m。由图可推知，该物体( )
A. 1.5s时的速度大小为1m/sB. 第1s内和第3s内的运动方向相反
C. 第1s内和第4s内的位移相同D. 第3s内和第4s内的加速度相同
4.如图，上网课时某同学把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则关于手机受力，下列说法正确的是( )
A. 斜面对手机的支持力竖直向上B. 斜面对手机的支持力小于手机重力
C. 斜面对手机摩擦力的方向沿斜面向下D. 斜面对手机的作用力的小于手机重力
5.如图所示为小朋友在玩“儿童蹦极”，拴在小朋友腰间左右两侧是弹性极好的相同的橡皮绳。若小朋友从最低位置在橡皮绳拉动下由静止开始上升(此时橡皮绳伸长最大)，直至上升到橡皮绳处于原长的过程中，下列说法中正确的有( )
A. 小朋友始终处于超重状态
B. 小朋友始终处于失重状态
C. 小朋友的速度最大时，加速度等于零
D. 小朋友处于最低点位置时，速度为零，加速度也为零
6.一辆汽车在平直公路上做刹车实验，t=0时刻起开始刹车，刹车过程的位移大小x与速度大小v的关系为0.8x=10−0.1v2(m)，下列分析正确的是( )
A. 刹车过程持续的时间为2.5sB. 刹车全过程的位移大小为16m
C. t=0时刻汽车速度大小为8m/sD. 刹车过程汽车的加速度为−8m/s2
7.水面的漂浮垃圾会对于水体环境造成危害，如图为打捞工人正在将两个玩具球从水里缓慢拉出来，某时刻球A已经拉出水面，球B还在水里，轻质绳索1和绳索2均被拉紧，绳索1与水平面的夹角为60∘，绳索2与水平面的夹角为30∘。已知球A的重量为G，球B的重量为2G，则该时刻( )
A. 绳索1对A的拉力大小等于GB. 水对球B的作用力大小等于 3G
C. 水对球B的作用力大小等于2 3GD. 绳索2对B的拉力大小等于2 3G
二、多选题（本题共3小题，共18分）
8.如图所示，实验小组的同学利用手机的计时App测量重力加速度。首先将气球与重物相连，然后将气球放置在篮筐上，测出此时重物与地面之间距离为H。将手机放在重物落点旁边，开启软件。突然用细针刺穿气球，气球破裂重物开始下落，破裂发出的响声触发手机开始计时。当重物落地发出响声再次触发手机停止计时，得到计时时长为Δt，不考虑空气阻力，则( )
A. 根据测量数据，算出重力加速度为g=HΔt2
B. 根据测量数据，算出重力加速度为g=2HΔt2
C. 由于声音传播需要时间，重力加速度的测量值偏小
D. 由于声音传播需要时间，重力加速度的测量值偏大
9.广州塔顶部装有世界上最高的“跳楼机”，其模型如图。“跳楼机”从a自由下落到b，再从b开始在恒定制动力作用下运动到c，此时速度恰好为零。已知“跳楼机”和游客的总质量为m，ab高度差为2ℎ，bc高度差为ℎ，重力加速度为g，忽略空气阻力。则( )
A. 制动力的大小等于3mgB. 制动力的大小等于2mg
C. a到b，游客受到的合力为零D. a到b与b到c，运动时间之比为2:1
10.如图1所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m可视为质点的小球，从离弹簧上端高为x0处由静止下落，接触弹簧后继续向下运动。若以小球开始下落的位置为坐标原点，沿竖直向下建立坐标轴Ox，作出小球的加速度a随小球位置坐标x的变化关系如图2所示，弹簧被压缩至最低点时小球所在位置坐标为x2，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是( )
A. 小球在x0处速度最大B. 小球在x1处速度最大
C. 弹簧的劲度系数k=mgx1−x0D. 小球运动的最大加速度为x2−x1x1−x0g
三、实验题（本题共2小题，共20分）
11.某实验小组为“验证力的平行四边形定则”，设计了如下三个实验方案：
方案一：实验装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，OA为橡皮条，OB和OC为细绳。用两只弹簧秤分别拉OB和OC将橡皮条与细绳的结点拉到O点。本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差__________；
A.拉橡皮筋的细绳要稍短一些
B.两个细绳间的夹角越小越好
C.两个弹簧秤的示数要适当大些
D.实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
方案二：实验装置如图乙所示，弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重力为4.8N的重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置，在贴于竖直木板的白纸上记录O点位置和细线方向，图中弹簧测力计B示数为__________N，此时弹簧测力计A示数约为__________N；
方案三：实验装置如图丙所示，在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，钩码不会碰到滑轮，改变钩码个数，实验不能完成的是__________。
A.钩码的个数N1=N2=N3=5
B.钩码的个数N1=N2=2，N3=3
C.钩码的个数N1=3，N2=5，N3=4
D.钩码的个数N1=3，N2=1，N3=5
12.某同学用图甲所示装置来“探究物体加速度与力、质量的关系”。实验中，他将槽码重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变槽码个数来改变拉力大小。
(1)他用小木块将长木板的右侧垫高来消除阻力的影响。具体操作是：将木板的一侧适当垫高后，把装有纸带的小车放在木板上，纸带穿过打点计时器的限位孔，在打点计时器打点的情况下，轻轻推一下小车，若小车拖着纸带做__________运动，则表明消除了阻力的影响。
(2)在一次实验中，该同学在正确操作下得到如图乙所示的纸带。打点计时器所用电源频率为f=50Hz，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。写出小车加速度的表达式a=__________(用s1、s2、s3、s4以及f表示)，根据纸带提供的数据，小车的加速度大小a=__________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)根据测得的多组数据可作出a−F关系图线，如图丙所示。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是( )
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂槽码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
(4)在研究加速度与质量的关系时，保持槽码的质量m不变，改变小车上面所放物体的质量，小车及上面所放物体的总质量为M，由实验数据作出a和1M+m的图线，则图线应为__________所示(选填正确选项的字母)。
A. B.
C.
D．
四、计算题（本题共3小题，共34分）
13.某幼儿园里一个质量m=20kg的儿童在玩滑梯，如图甲，图乙为简化的滑梯模型。滑梯的水平跨度为4m，高度为2m时，儿童恰能沿滑梯匀速下滑，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，结果可带根式。求：
(1)儿童衣服与滑梯间的动摩擦因数；
(2)施加一个沿滑梯向上的推力，恰能使儿童沿滑梯匀速上滑，该推力多大？
(3)如果滑梯可伸缩，当水平跨度调为2m，高度不变，该儿童沿滑梯滑下的加速度有多大？
14.四旋翼小型多用途无人机能执行多项任务，并能够垂直起降。如图，一架质量m=2kg的无人机，其动力系统的最大升力F=36N，运动过程中所受阻力大小恒为f=4N，g=10m/s2，求：
(1)无人机动力系统能提供竖直向上的最大飞行速度为24m/s，无人机从地面用最大升力由静止开始竖直上升96m所用的最短时间；
(2)无人机悬停在距地面高度H=45m处突然关闭动力，竖直下落一段高度后，动力设备重新启动提供向上最大升力，为保证安全着地，飞行器从开始下落到恢复动力的最长时间t。
15.2023年10月3日，杭州亚运会田径4×100m接力比赛中，中国队男女双双夺冠。成绩的取得与运动员平时的刻苦训练密不可分，某次训练中，甲、乙两位运动员在直线跑道上前后接力，甲是前一棒，乙是后一棒。甲的速度保持10m/s。乙选择适当时机在接力区某处开始从静止加速起跑，需跑出12.5m才能达到最大速度10m/s，这一过程可看做匀加速直线运动。当甲追到乙的身边交棒时，乙的速度为8m/s，接到棒后乙继续加速到最大速度。不计交棒时间，交棒不影响运动员的速度，交接棒都在有效接力区内，运动员视为质点。
(1)乙的加速度是多大？
(2)乙开始跑动时与甲相距多远？
(3)为了提高成绩，乙重新选择起跑时与甲的距离，使得当乙的速度刚达到最大速度时，甲恰好追到乙的身边及时交棒。求甲、乙这个改进可以节省多少时间？
答案和解析
1.【答案】C
【解析】C
【详解】A.2017年7月7日清晨6时半指的是时刻，故A错误；
B.若物体的形状、大小对所研究的问题没有影响就可把物体看成质点，与物体本身的体积大小无关，故B错误；
C.辽宁舰上的观察员感觉海水向后退，即其感觉海水相对辽宁舰后退，他选择的参考系是辽宁舰本身，故C正确；
D.辽宁舰上的观察员感觉旁边的护卫舰没有动，以辽宁舰本身为参考是静止的；若以海水为参考系，护卫舰不一定静止，故D错误。
故选C。
2.【答案】D
【解析】D
【详解】AB.依题意，汽车通过该路段的路程为66km，位移大小为未知量，该车的平均速度不可求。故AB错误；
CD.依题意，判定该车是否超速，比较的是平均速率，与瞬时速率无关，由平均速率公式可得
v=st=660.5km/ℎ=132km/ℎ>100km/ℎ
将被判定为超速。故C错误；D正确。
故选D。
3.【答案】D
【解析】【分析】
在速度时间图象中，根据速度的正负判断运动方向的关系，根据图线与时间轴围成的面积比较位移的大小。而平均速度等于位移与时间之比，根据图线的斜率判断加速度的关系。
解决本题的关键是要理解速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，速度的正负表示运动的方向，图线与时间轴围成的面积表示位移。
【解答】
A.由题图可知，物体4s内的总路程为5m，由速度时间图像的面积表示位移，即图像围成的总面积为5m，可得s=(1+3)2v+(4−3)2v=5m，解得v=2m/s，故1.5s时的速度为2 m/s，故A错误；
B.第1s内和第3s内的物体都向正方向运动，运动方向相同，故B错误；
C.第1s内和第4s内的位移大小相等，但是方向相反，故C错误；
D.因为速度时间图像的斜率表示加速度，所以第3s内和第4s内的加速度相等，均为a=ΔvΔt=0−21m/s2 =−2m/s2 ，故D正确。
4.【答案】B
【解析】B
【详解】ABC.对手机受力分析，如图
可知斜面对手机的支持力竖直于斜面向上，斜面对手机摩擦力的方向沿斜面向上，由平衡条件可得
FN=mgcsθ故AC错误；B正确；
D.依题意，手机处于静止状态，则斜面对手机的作用力大小等于手机重力大小。故D错误。
故选B。
5.C
5.【答案】C
【解析】C
【详解】AB.对小朋友受力分析，自身重力大小方向不变，橡皮绳的拉力随上升的高度增加而减小。由牛顿第二定律
F−mg=ma
可知 F>mg 时，加速度方向向上，小朋友处于超重状态， FCD.根据小朋友的加速度与速度方向关系，可知其先加速上升然后减速上升，小朋友的速度最大时，加速度等于零，小朋友处于最低点位置时，速度为零，加速度不为零。故C正确；D错误。
故选C。
6.【答案】A
【解析】A
【详解】CD.刹车过程的位移大小x与速度大小v的关系为
0.8x=10−0.1v2
整理可得
8x=100−v2
结合速度位移关系可得
2ax=v02−v2
所以
2a=8
v02=100
解得
a=4m/s2 ， v0=10m/s
故CD错误；
A.刹车时间为
t=v0a=2.5s
故A正确；
B.刹车位移为
x=v022a=12.5m
故B错误。
故选A。
7.【答案】B
【解析】
B
【详解】对球A和球B受力分析如图所示：

AD.将A球作为研究对象，由平衡条件可得
T1sin60∘=G+T2sin30∘
T1cs60∘=T2cs30∘
联立可得
T1= 3G ， T2=G
可知绳索1的拉力大小等于 3G ，绳索2的拉力大小等于 G ，故A、D错误；
BC.将B球作为研究对象，由平衡条件可得
T2cs30∘=f
T2sin30∘+F=2G
解得
f= 32G ， F=32G
所以水对球B的作用力大小
F水= F2+f2= 3G
故B正确，C错误。
故选B。
8.【答案】BD
【解析】BD
【详解】AB.将重物的运动简化为自由落体运动，根据位移公式有
H=12gΔt2
解得
g=2HΔt2
故A错误，B正确；
CD.由于声音传播需要时间，则重物落地的实际时间大于 Δt ，根据上述可知，重力加速度的测量值偏大，故C错误，D正确。
故选BD。
9.【答案】AD
【解析】AD
【详解】AB.由a到b的加速度为 g ，则有
2ℎ=vb22g
设由b到c加速度为a，则有
ℎ=vb22a
联立解得
a=2g
方向向上。
从b到c，根据牛顿第二定律有
F−mg=ma
解得
F=3mg
故A正确，B错误；
C.a到b，游客做自由落体运动，游客只受自身重力作用，游客受到的合力不等于零，故C错误；
D.a到b做自由落体运动，则有
2ℎ=12gt12
b到c做匀减速直线运动，则有
ℎ=12at22
可得
t1:t2=2:1
故D正确。
故选AD。
10.【答案】BCD
【解析】BCD
【详解】AB.由图可知，小球运动到x1处时达到平衡位置，之前一直向下加速，此时再向下会减速，则在x1处速度最大，故A错误，B正确；
C.由图2可知
kx1−x0=mg
解得
k=mgx1−x0
故C正确；
D.由图可知，运到到 x2 有最大加速度，此时有
k(x2−x0)−mg=mam
解得
am=x2−x1x1−x0g
故D正确。
故选BCD。
11.【答案】 CD##DC 3.6 6.0 D
【详解】[1] A.拉橡皮条的细绳要稍长一些，这样描出两点画出拉力方向时更准确，故A错误；
B.两个细绳间的夹角大小适当，在作图时有利于减小误差即可，并非越大或越小越好，故B错误；
C.两个弹簧秤的示数大小要适当大些，可以减小偶然误差，故C正确；
D.为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，同时读数时注意视线要正对弹簧刻度，故D正确。
故选CD。
[2]根据弹簧秤的读数方法可知，弹簧秤的示数为 3.6N 。
[3]由于重物M的重力竖直向下，测力计B的拉力水平向左，由力的合成可知，测力计 A 示数约为
FA= FB2+G2= 3.62+4.82N=6.0N
[4]对O点受力分析，OA、OB、OC分别表示三个力的大小，因为三共点力处于平衡，所以三个力的大小构成一个力的三角形。满足任意两力之和大于第三个力，即任意两细绳中的钩码个数之和大于另外一个细绳上钩码的个数。经计算可知，A、B、C三项中数据均满足条件，D项数据不满足条件。
本题选择不能完成实验的，故选D。

【解析】略
12.【答案】 匀速直线 a=s3+s4−s1+s2100f2 0.10 C C
【详解】(1)[1]在平衡阻力时，不挂槽码且打点计时器在打点的情况下，轻轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速直线运动，则表明消除了阻力的影响。
(2)[2]已知打点计时器所用电源频率为f，每两点之间还有4个点没有标出，可知打点周期为
T=5f
由逐差法可得小车的加速度为
a=s3+s4−s1+s24T2=s3+s4−s1+s2100f2
[3]根据纸带提供的数据，小车的加速度大小
a=0.10m/s2
(3)[4]对小车根据牛顿第二定律
F=Ma
对所挂槽码根据牛顿第二定律
mg−F=ma
联立可得
F=mg1+mM
只有当槽码的总质量远小于小车质量时，才可以用槽码的重力代替小车受到的合外力，此时 a−F 图像才是一条直线，否则图像会发生弯曲。
故选C。
(4)[5]对整体根据牛顿第二定律
mg=(M+m)a
可得
a=1M+mmg
保持槽码的质量m不变，则a和 1M+m 的图线应该是过原点的倾斜直线。
故选C。

【解析】略
13.【答案】(1)0.5；(2) 80 5N ；(3) a=2.5 2m/s2
【详解】(1)受力分析如图所示
儿童在滑梯上匀速下滑，满足
mgsinθ=μmgcsθ
解得
μ=tanθ=0.5
(2)根据平衡条件，可得
F=mgsinθ+μmgcsθ
代入数据得
F=2mgsinθ=2mg2 22+42=80 5N
(3)根据题意，调整后滑梯与地面倾角设为 α ，则有
tanα=1
解得
α=45°
根据牛顿第二定律，可得
mgsinα−μmgcsα=ma
代入数据得
a=2.5 2m/s2
14.(1) 6s ；(2) 2.5s

【解析】略
14.【答案】(1) 6s ；(2) 2.5s
【详解】(1)无人机以最大升力做匀加速直线运动再以最大速度匀速上升的时间最短，由牛顿第二定律，有
F−mg−f=ma1
到达最大速度
v=a1t1
解得所需的时间
t1=4s
上升高度
ℎ1=12a1t 12
解得
ℎ1=48m
匀速上升
ℎ−ℎ1=vt2
解得
t2=2s
故最短时间
t3=t1+t2=6s
(2)下落过程中根据牛顿第二定律
mg−f=ma2
解得
a2=8m/s2
恢复升力后向下减速运动过程根据牛顿第二定律
F−mg+f=ma3
解得
a3=10m/s2
设恢复升力时的速度为 vm ，则有
v m22a2+v m22a3=H
解得
vm=20m/s
代入数据解得
t2=vma2=2.5s

【解析】略
15.【答案】.(1)4m/s2；(2)12m；(3)0.05s
【详解】(1)设乙的加速度大小为a乙，从静止加速12.5m达到最大速度10m/s，则
a乙=v22s =4m/s2
(2)乙运动员加速到v1=8m/s所用时间为t，则
t=v1a
在这段时间内乙运动的位移为
x乙=v12t
在t时间内甲运动的位移为
x甲=vmt
则
Δx=x甲−x乙
解得
Δx=12m
即乙开始跑动时与甲相距12m；
(3)乙运动员接棒后，速度由8m/s加速到10m/s的位移为 Δx ，所用时间为 t1 ，乙运动员以10m/s的速度接棒，跑这段位移时间为t2
Δt=t1−t2
为节省时间，由运动学公式得
t1=vm−v1a
解得
t1=0.5s
由平均速度公式得
Δx=v1+vm2t1
解得
Δx=4.5m
如果以最大速度运动，得
t2=Δxvm
解得
t2=0.45s
所以
Δt=t1−t2
得
Δt=0.05s
所以节省了0.05s时间。

【解析】略